[实用新型]一种抗干扰性强的微弱信号检测装置

说明书

本实用新型公开了一种抗干扰性强的微弱信号检测装置，包括依次电连接在一起的滤波电路、前置放大电路、锁定放大器、多通道放大电路、多通道AD采集电路、DSP、CAN盒和上位机。本实用新型所公开的装置对于幅度较小的直流信号或慢变信号，为了防止1/f噪声和直流放大的直流漂移(例加运算放大器输入失调电压的温度漂移)的不利影响，一般都使用调制器或斩波器将其变换成交流信号后，再进行放大和处理，之后再进行解调和低通滤波，以得到放大了的被测信号。基于锁定放大器设计的微弱信号检测装置，在微弱信号检测方面显示出优秀的性能。

技术领域

本实用新型属于油田测井领域，特别涉及该领域中的一种抗干扰性强的微弱信号检测装置。

背景技术

在油气评价中，微弱信号不仅意味着信号的幅度很小，而且主要指的是被噪声淹没的信号。对于各种微弱的信号被测量，例如，弱光、弱磁、微压力、微振动、微温差等，一般都通过相应的传感器将其转换为微电流或低电压，再经过放大器放大幅度，以指示被测量的大小。但是，由于被测量的信号微弱，传感器的本底噪声、放大电路及测量仪器的固有噪声以及外界的干扰噪声往往要比有用信号的幅度大的多，放大被测信号的过程同时也放大了噪声，而且必然还会附加一些额外的噪声，例如放大器的内部固有噪声和外部干扰噪声，因此只靠放大是不能把微弱信号检测出来的。只有在有效地抑制噪声的条件下增大微弱信号的幅度，才能提取出有用信号。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种抗干扰性强的微弱信号检测装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种抗干扰性强的微弱信号检测装置，其改进之处在于：包括依次电连接在一起的滤波电路、前置放大电路、锁定放大器、多通道放大电路、多通道AD采集电路、DSP、CAN盒和上位机，其中滤波电路接收信号，锁定放大器包括调制模块，该调制模块的一个输入端与前置放大电路电连接，另一个输入端与方波产生电路电连接，调制模块的输出端依次通过高通滤波模块和放大电路与解调模块电连接，此外方波产生电路还通过移相电路与解调模块电连接，解调模块的输出端分别与多通道放大电路中的各通道电连接，每一通道均包括依次电连接在一起的放大电路和低通滤波模块，各通道的低通滤波模块均电连接至多通道AD采集电路。

进一步的，多通道AD采集电路与DSP之间通过SPI接口通信。

进一步的，DSP与CAN盒之间通过CAN总线通信。

进一步的，CAN盒与上位机之间通过CAN总线通信。

进一步的，多通道放大电路中的放大电路均为程控放大电路。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所公开的装置对于幅度较小的直流信号或慢变信号，为了防止1/f噪声和直流放大的直流漂移(例加运算放大器输入失调电压的温度漂移)的不利影响，一般都使用调制器或斩波器将其变换成交流信号后，再进行放大和处理，之后再进行解调和低通滤波，以得到放大了的被测信号。基于锁定放大器设计的微弱信号检测装置，在微弱信号检测方面显示出优秀的性能。

用调制器将直流或慢变信号的频谐迁移到调制频率的w0处，再进行放大，以避开1/f噪声的不利影响。

利用相敏检测器实现调制信号的解调过程，可以同时利用频率和相角进行检测，噪声与信号同频又同相的概率很低。

用低通滤波器而不是用带通滤波器来抑制宽带噪声。低通滤波器的频带很窄，而且其频带宽度不受调制频率的影响，稳定性也远远优于带通滤波器。

AD采集后，在DSP内部加入软件滤波有利于对白噪声的抑制，在数据处理过程中，设置不同带宽的数字带通滤波器，能够较大程度抑制带外信号。

根据不同采样样本量，选择不同阶数的数字滤波器。在实际使用过程中，可根据不同的情况，选择相应的滤波算法，提高运算速度，最大限度增大信噪比。